viernes, 5 de junio de 2020

Calefactor de Joule basado en una monocapa de grafeno


La tecnología actual demanda sistemas de calefacción para uso en la industria, en automóviles, doméstico y en sistemas flexibles de micro-calefacción en prendas de vestir. Los calefactores más utilizados son de grafeno oxidado y luego reducido, o bien de láminas grafeno depositadas a partir de la descomposición química de vapores (CVD por sus siglas en inglés).

Un grupo de investigadores rusos reportó la síntesis de monocapas de grafeno utilizando el método CVD y metano como precursor del carbono. Utilizaron láminas de cobre como sustrato catalizador. Una vez depositado, el grafeno se transfirió a un sustrato polimérico mediante un método de impresión a alta temperatura. Además, se desarrolló un modelo teórico con el fin de estimar el gradiente térmico en los cristales de grafeno. El sobrecalentamiento local en las fronteras de grano de los cristales de grafeno es el  factor principal que limita la potencia de los calefactores de grafeno por lo que se require reducir el tamaño 2D de los cristales de grafeno en el recubrimiento. Resulta muy conveniente utilizar cobre como catalizador pues al no interaccionar químicamente con el carbono, la película de grafeno se puede separar  fácilmente del sustrato.

En este trabajo se demuestra la posibilidad de construir elementos de calefacción basados en grafeno sobre compuestos poliméricos con un flujo de calor de 0.6 W/cm2 en aire y 2.7 W/cm2 en agua. Además se propone un modelo teórico que describe las características del calefactor.

Más información en: Nanotechnology.

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